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一文讀懂相容劑

塑料改性已日漸成為塑料加工常用的方法。為了使兩種不相干的塑料很好的融在一起,常常需要借助一種助劑——相容劑,要求這種助劑能與兩種原料都有很好的相容性。從結構方面而言,是指借助于分子間的鍵合力,促使不相容的兩種聚合物結合為一體,進而得到穩定的共混物。

一、相容劑的種類

分類圖示

非反應型增溶劑

非反應型相容劑是目前比較通用相容劑。在不相容的高分子體系中通過添加非反應型相容劑而實現相容化的方法,在高分子合金技術中是最常見的。非反應型相容劑一般為共聚物,可以是嵌段共聚物,也可以是接枝共聚物或無規共聚物。

反應型相容劑

反應型相容劑是一種同非極性高分子主鏈Pc及活性基團(如羥基、環氧基組成,多為無規的)組成的聚合物。

低分子型相容劑

低分子型相容劑是反應型相容劑,以反應型單體及低分子量聚合物,包括一些能與塑料合成的一個組分相容,并與另一組分反應、交聯或鍵合,從而形成塑料合金的有機和無機化合物。

二、如何選擇合適的相容劑

相容劑是兩種共混聚合物的單體共聚而成的嵌段共聚物,或接枝共聚物,或者含有與共混組分起化學反應的官能團,能分布在兩種或兩種以上共混聚合物界面之間的共聚物,其作用是降低界面張力,阻止分散相凝聚,穩定已形成的相形態結構,以增加兩種或兩種以上聚合物的相容性。

相容劑的相對分子質量應與相應的共混物相對分子質量相匹配,并具有良好的相容性。一般來說,二嵌段共聚物的相容性優于三嵌段共聚物的相容性。

例如:PE/PP共混物的力學強度低,若在PE/PP的共混物中加入4%~8%的PE與PP嵌段共聚物(PE-b-PP)作為相容劑,其力學強度可以大幅度提高。

又如SEBS可以作為PE/PS、PP/PS、PET/PE共混體系的相容劑。

三、相容劑的常用牌號及廠家

馬來酸酐相容劑、接枝相容劑通過引入強極性反應性基團,使材料具有高的極性和反應性,可用于阻燃、增強、增韌、填充、粘結、金屬粘結、塑料改性、增韌抗沖擊、塑料合金相容、工程塑料改性、PA/PE增韌粘結層、PA等增韌、ABS/PC、PBT/PC等合金相容劑。能大大提高復合材料的相容性和填料的分散性,提高產品性能。

ST-1用于PA、PET、PBT等及其合金材料的相容劑與增韌劑。
ST-2用于PE、PP及其改性材料的相容劑與增韌劑。
ST-3用于聚烯烴低煙無鹵阻燃電纜料相容劑,提高拉伸強度和伸長率,增加無機物的添加量。
ST-4用于PS/PP 、ABS/PC、ABS/PA、PS/PE等合金改性,提高產品的韌性、相容性等綜合性能。
ST-5用于聚丙烯填充母料、色母料、阻燃母料、降解母料。
ST-6用于聚乙烯塑木、填充母料、色母料、阻燃母料、鋁塑復合、鐵塑復合、聚烯烴/尼龍體系的相容。
ST-7用于低煙無鹵阻燃電纜料、聚乙烯填充母料、色母料、阻燃母料、鋁塑復合聚乙烯膜、絲。
ST-8用于AS/PP、ABS/PC、ABS/PE、ABS/PA、ABS/PET合金相容化。
ST-9用于阻燃、增強類ABS/PA 、PC/ABS、ABS/PP合金相容劑。

四、相容劑的應用

應用于塑料合金

相容劑的出現主要是為高分子材料合金技術服務的。所謂高分子合金,即由兩種或兩種以上具有不同性質的高分子材料經共混并采用相應的相容化技術而得到的多相多組分體系。而這樣的高分子合金、共混、改性的重要關鍵材料就是相容劑。相容劑對合金技術的微觀相態結構起到很好的調整和控制作用,而使共混材料實現高性能化和功能化的效果。相容劑廣泛應用于PP/PE、PP/PA、PA/PS、PA/ABS、ABS/PC、PBT/PA、PET/PA、PP/POE、PE/EPDM、TPE/PU等合金。

應用于聚合物的改性

由于相容劑是以活躍自由基分子羧基摻入非極性與極性聚合物之間起“橋梁”作用,將其改性成為極性的改性聚合物,再使其與極性的聚合物共混,兩者之間進行反應而制得良好的改性共混效果。

應用在回收廢舊塑料

利用相容劑回收廢舊塑料,使之成為新的塑料合金或新的改性塑料,是“廢物綜合利用”比較好的可行辦法,并可解決“白色污染”問題,具有很大的社會效益和企業經濟效益。在國外已有很多先例,如荷蘭國家礦業公司生產的BENNET相容劑,就是用于回收廢舊塑料再生的專用相容劑,可以把兩種或多種不同品種、不同性質的舊塑料,如聚烯烴塑料與工程塑料的邊角料的共混再生,添加5%-10%相容劑作為海相或島相之間的界面層,發揮相容劑的鍵合力極性相容基團效率,而制備成為一種新的塑料合金或改性塑料。

應用于塑料與填料的偶聯

相容劑又稱大分子偶聯劑。由于具有高分子部分與高分子聚合物相容,因此,相容劑對聚合物與填料之間的偶聯效率優異,可用于PE/CaCO3、PE/滑石粉、PA/GF、PRT/GT等偶聯處理,效果良好

應用于極性樹脂的增韌

熱塑性彈性體,具有良好的柔軟性、高彈性和低溫性能,添加一定量的相容劑可以作為PP、PE、PS、PA、PC等塑料的增韌劑。而相容劑正是這些增韌劑的最關鍵性的“核”、“殼”相容作用。如南京塑泰的EPDM接枝MAH增韌劑,可在-45℃的溫度下,保持優良的物理性能和堅韌性能。一般用量5%-10%。

應用于改善塑料的性能

相容劑還可用于改善塑料的粘接性和改善塑料的抗靜電、印刷性、光澤性等的表面性能。

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